CN105954493A - 一种土壤采集检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种土壤采集检测系统，包括内设GPS定位装置的取样模块、土壤检测模块、人机操作模块、中央处理器、物理模型建立模块、虚拟作动器、虚拟传感器和仿真分析模块，所述虚拟作动器通过循环执行分析算法或分析方法，将结果反馈给仿真分析模块，所述仿真分析模块自动提取数据给虚拟传感器，所述虚拟传感器自动显示数据。本发明可综合进行土壤多方面检测，覆盖面广；每一个数据的采集均自带定位信息，大大提高了检测的精确度，便于分析不同深度土壤的情况；通过仿真分析模块、虚拟传感器以及虚拟作动器的定位，实现了所检测到的数据的监测点土壤物理模型的建立，同时可根据需要进行各种仿真模拟分析，大大方便了使用。

Description

一种土壤采集检测系统
技术领域
本发明涉及土壤检测领域，具体涉及一种土壤采集检测系统。
背景技术
土壤分析是对土壤的组成分和(或)物理、化学性质进行的定性、定量测定。是进行土壤生成发育、肥力演变、土壤资源评价、土壤改良和合理施肥研究的基础工作，也是环境科学中进行环境质量评价的重要手段。主要是测定土壤的各种化学成分的含量和某些性质。早在19世纪中叶，德国化学家J.von李比希将经典的化学方法应用于土壤和植物分析，根据测得的结果，提出了植物矿质营养学说和归还学说，大大推进了土壤学的发展。在其后的100多年间，土壤分析的方法日益增多。至20世纪50年代末，许多自动化、半自动化分析仪器陆续应用于土壤分析。目前，各种化学的和物理的传感器以及电子计算机和遥测装置也已逐步应用，土壤分析正步入一个新的发展时期。目前市场上的土壤分析系统有许多，基本上满足了需求。但是也存在一些不足，比如
对系统的控制不稳定，导致系统的控制比较紊乱，容易发生错误；
整个系统采集的数据比较多，单靠终端PC机的存储容量是远远不够的，经常需要清除旧的数据腾出空间来存储新的数据，十分不便；
只能单一的完成数据的采集和检测，无法进行土壤情况的进一步仿真分析，使用局限性大；
样品的采取大多为随机模式，容易造成检测结果的偏差；
在整个检测过程中所检测到的数据大多采用人工整理或者架设线路进行无线传输，费时费力的同时，成本较高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种土壤采集检测系统，可综合进行土壤水分、酸碱度、养分以及重金属离子浓度等检测，覆盖面广；每一个数据的采集均自带定位信息，大大提高了检测的精确度，便于分析不同深度土壤的情况；可根据所检测到的数据完成监测点土壤物理模型的建立，同时可根据需要进行各种仿真模拟分析，大大方便了使用，也拓宽了系统的功能，为土壤治理、合理开发运用提供了参考性的意见；同时系统自带数据打包上传功能，在避免数据丢失的同时，也可以避免数据库内数据过多的情况的出现。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种土壤采集检测系统，包括
内设GPS定位装置的取样模块，用于进行待检测土壤样品的采集，并将相应所采集到的样品所在定位数据发送到中央处理器；
土壤检测模块，用于通过多种检测设备和多种传感器对所采集的土壤进行检测，并将所检测到的数据发送到中央处理器；
人机操作模块，用于进行所采集土壤基本信息的输入，并将输入的数据发送到中央处理器；用于数据调用命令以及控制命令的输入；
中央处理器，用于根据接收到的土壤样品定位数据完成该土壤样品所在位置坐标的确认，并将所得的坐标与所检测到的数据、人机操作模块输入的基本信息进行匹配后储存于数据库内，并转换成物理模型所能识别的格式发送到物理模型建立模块；用于根据输入的数据调用命令在数据库内调用相应的数据发送到显示屏进行显示；还用于将输入的控制命令按照预设的算法处理后输出至指定的模块；
物理模型建立模块，用于根据中央处理器所发送的数据生成该检测点的土壤物理模型；
虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与物理模型建立模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而完成物理模型的分解、切割、放大和缩小显示，并驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；
虚拟传感器，为在物理模型中插入的能达到直接获取相应的结果或信息目标的逻辑单元；
仿真分析模块，用于通过不同的仿真分析算法和仿真分析方法对所建立的物理模型进行仿真分析；
所述虚拟作动器通过循环执行分析算法或分析方法，将结果反馈给仿真分析模块，所述仿真分析模块自动提取数据给虚拟传感器，所述虚拟传感器自动显示数据。
优选地，所述虚拟传感器包括通用虚拟传感器和专用虚拟传感器。
优选地，所述虚拟作动器包括虚拟单元作动器、虚拟特性作动器和虚拟载荷作动器。
优选地，所述多种传感器包括酸碱度传感器、水分传感器、温度传感器、金属离子浓度检测传感器。
优选地，多种检测设备器包括土壤紧实度检测装置、含盐量检测装置、养分检测模块。
优选地，还包括两个显示屏，一个显示屏用于进行所检测到的数据以及调用数据的显示，另一个物理模型以及仿真分析过程的显示。
优选地，所述GPS定位装置通过北斗模块完成数据的传输。
优选地，所述传感器和检测设备器内均安装有北斗模块，通过短报文通讯方式与中央处理器实现通讯。
优选地，所述人机操作模块输入的土壤基本信息包括检测点的名称和地理位置信息、检测人信息、检测时间以及检测目的。
优选地，还包括一数据打包上传模块，用于定时将数据库内的数据打包上传到指定的云终端，并删除数据库中的这些数据。
本发明具有以下有益效果：
可综合进行土壤水分、酸碱度、养分以及重金属离子浓度等检测，覆盖面广；每一个数据的采集均自带定位信息，大大提高了检测的精确度，便于分析不同深度土壤的情况；通过仿真分析模块、虚拟传感器以及虚拟作动器的定位，实现了所检测到的数据的监测点土壤物理模型的建立，同时可根据需要进行各种仿真模拟分析，大大方便了使用，也拓宽了系统的功能，为土壤治理、合理开发运用提供了参考性的意见；同时系统自带数据打包上传功能，在避免数据丢失的同时，也可以避免数据库内数据过多的情况的出现。
附图说明
图1为本发明实施例一种土壤采集检测系统的系统框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种土壤采集检测系统，包括
内设GPS定位装置的取样模块，用于进行待检测土壤样品的采集，并将相应所采集到的样品所在定位数据发送到中央处理器；
土壤检测模块，用于通过多种检测设备和多种传感器对所采集的土壤进行检测，并将所检测到的数据发送到中央处理器；
人机操作模块，用于进行所采集土壤基本信息的输入，并将输入的数据发送到中央处理器；用于数据调用命令以及控制命令的输入；
中央处理器，用于根据接收到的土壤样品定位数据完成该土壤样品所在位置坐标的确认，并将所得的坐标与所检测到的数据、人机操作模块输入的基本信息进行匹配后储存于数据库内，并转换成物理模型所能识别的格式发送到物理模型建立模块；用于根据输入的数据调用命令在数据库内调用相应的数据发送到显示屏进行显示；还用于将输入的控制命令按照预设的算法处理后输出至指定的模块；
物理模型建立模块，用于根据中央处理器所发送的数据生成该检测点的土壤物理模型；
虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与物理模型建立模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而完成物理模型的分解、切割、放大和缩小显示，并驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；
虚拟传感器，为在物理模型中插入的能达到直接获取相应的结果或信息目标的逻辑单元；
仿真分析模块，用于通过不同的仿真分析算法和仿真分析方法对所建立的物理模型进行仿真分析；
所述虚拟作动器通过循环执行分析算法或分析方法，将结果反馈给仿真分析模块，所述仿真分析模块自动提取数据给虚拟传感器，所述虚拟传感器自动显示数据。
所述虚拟传感器包括通用虚拟传感器和专用虚拟传感器。
所述虚拟作动器包括虚拟单元作动器、虚拟特性作动器和虚拟载荷作动器。
所述多种传感器包括酸碱度传感器、水分传感器、温度传感器、金属离子浓度检测传感器。
多种检测设备器包括土壤紧实度检测装置、含盐量检测装置、养分检测模块。
还包括两个显示屏，一个显示屏用于进行所检测到的数据以及调用数据的显示，另一个物理模型以及仿真分析过程的显示。
所述GPS定位装置通过北斗模块完成数据的传输。
所述传感器和检测设备器内均安装有北斗模块，通过短报文通讯方式与中央处理器实现通讯。
所述人机操作模块输入的土壤基本信息包括检测点的名称和地理位置信息、检测人信息、检测时间以及检测目的。
还包括一数据打包上传模块，用于定时将数据库内的数据打包上传到指定的云终端，并删除数据库中的这些数据
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种土壤采集检测系统，其特征在于，包括
内设GPS定位装置的取样模块，用于进行待检测土壤样品的采集，并将相应所采集到的样品所在定位数据发送到中央处理器；
土壤检测模块，用于通过多种检测设备和多种传感器对所采集的土壤进行检测，并将所检测到的数据发送到中央处理器；
人机操作模块，用于进行所采集土壤基本信息的输入，并将输入的数据发送到中央处理器；用于数据调用命令以及控制命令的输入；
中央处理器，用于根据接收到的土壤样品定位数据完成该土壤样品所在位置坐标的确认，并将所得的坐标与所检测到的数据、人机操作模块输入的基本信息进行匹配后储存于数据库内，并转换成物理模型所能识别的格式发送到物理模型建立模块；用于根据输入的数据调用命令在数据库内调用相应的数据发送到显示屏进行显示；还用于将输入的控制命令按照预设的算法处理后输出至指定的模块；
物理模型建立模块，用于根据中央处理器所发送的数据生成该检测点的土壤物理模型；
虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与物理模型建立模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而完成物理模型的分解、切割、放大和缩小显示，并驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；
虚拟传感器，为在物理模型中插入的能达到直接获取相应的结果或信息目标的逻辑单元；
仿真分析模块，用于通过不同的仿真分析算法和仿真分析方法对所建立的物理模型进行仿真分析；
所述虚拟作动器通过循环执行分析算法或分析方法，将结果反馈给仿真分析模块，所述仿真分析模块自动提取数据给虚拟传感器，所述虚拟传感器自动显示数据。
2.根据权利要求1所述的一种土壤采集检测系统，其特征在于，所述虚拟传感器包括通用虚拟传感器和专用虚拟传感器。
3.根据权利要求1所述的一种土壤采集检测系统，其特征在于，所述虚拟作动器包括虚拟单元作动器、虚拟特性作动器和虚拟载荷作动器。
4.根据权利要求1所述的一种土壤采集检测系统，其特征在于，所述多种传感器包括酸碱度传感器、水分传感器、温度传感器、金属离子浓度检测传感器。
5.根据权利要求1所述的一种土壤采集检测系统，其特征在于，多种检测设备器包括土壤紧实度检测装置、含盐量检测装置、养分检测模块。
6.根据权利要求1所述的一种土壤采集检测系统，其特征在于，还包括两个显示屏，一个显示屏用于进行所检测到的数据以及调用数据的显示，另一个物理模型以及仿真分析过程的显示。
7.根据权利要求1所述的一种土壤采集检测系统，其特征在于，所述GPS定位装置通过北斗模块完成数据的传输。
8.根据权利要求1所述的一种土壤采集检测系统，其特征在于，所述传感器和检测设备器内均安装有北斗模块，通过短报文通讯方式与中央处理器实现通讯。
9.根据权利要求1所述的一种土壤采集检测系统，其特征在于，所述人机操作模块输入的土壤基本信息包括检测点的名称和地理位置信息、检测人信息、检测时间以及检测目的。
10.根据权利要求1所述的一种土壤采集检测系统，其特征在于，还包括一数据打包上传模块，用于定时将数据库内的数据打包上传到指定的云终端，并删除数据库中的这些数据。
其中，所述中央控制器为单片机。
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